Hacer que un material se pegue o despegue mediante luz

Los mecanismos adhesivos en el mundo natural, como los que usan los gecos y otros animales cuando andan cabeza abajo por el techo, tienen muchas ventajas: son siempre fuertemente adhesivos, no necesitan pegamentos y no dejan residuos.

Unos científicos de la Universidad de Kiel en Alemania están investigando cómo se podrían crear artificialmente estos mecanismos. Este equipo interdisciplinario de ciencia de los materiales, química y biología ha conseguido ahora desarrollar un material adhesivo bioinspirado que puede ser controlado remotamente usando luz ultravioleta. De este modo es posible lograr la adherencia de un objeto a una superficie y además transportarlo por ella con gran precisión. Este avance podría tener importantes aplicaciones en robótica, tecnología médica y diversos campos industriales.

El equipo de Emre Kizilkan desarrolló primero un material poroso elástico (LCE, o elastómero de cristal líquido) que se dobla cuando es iluminado con luz ultravioleta, debido a su estructura molecular especial. Mientras hacían eso, se dieron cuenta de que, cuanto más poroso era el material, más se doblaba. Así que los investigadores aprovecharon este hecho. Debido a sus estructuras, los materiales porosos pueden ser fácilmente incorporados a otros materiales. De modo que Kizilkan y sus colegas ensayaron lo que pasaba al combinar el material elástico que reacciona mucho a la luz, con un material que posee buenas propiedades adhesivas y que está inspirado en una clase de estructuras biológicas naturales.

El nuevo material compuesto consiste en dos sustancias: un material adhesivo (azul) y un elastómero de cristal líquido (amarillo). Este se dobla (doblando así a todo el material), cuando se le irradia con luz ultravioleta. La curvatura ocasiona que los elementos adhesivos se separen de la superficie sobre la cual el objeto estaba adherido. (Foto: © Emre Kizilkan y Jan Strueben)

El resultado es un material adhesivo compuesto “inteligente” al que se puede controlar con luz. La superficie consiste en microestructuras adhesivas en forma de hongo, parecidas a las existentes en las patas de algunas especies de escarabajos. Cuando se ilumina con luz ultravioleta el material compuesto, se dobla. Debido a que la superficie del material se dobla también, cada vez más elementos adhesivos se sueltan de la superficie a la cual el objeto se había adherido, hasta poder desprenderse, moverse un poco más hacia la dirección deseada si es el caso, y reanudar de nuevo el ciclo de adhesión y liberación.

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